Αεριοποίηση - υαλοποίηση αποβλήτων με την τεχνική του πλάσματος

Περίληψη

Αντικείμενο της διδακτορικής διατριβής αποτελεί η διερεύνηση της μεθόδου της αεριοποίησης / υαλοποίησης αποβλήτων με την τεχνική πλάσματος με ιδιαίτερη έμφαση στο χαρακτηρισμό των παραγόμενων προϊόντων (αερίου σύνθεσης και στερεού υαλοποιημένου υπολείμματος) και τη μελέτη της περιβαλλοντικής της απόδοσης και της δυνατότητας παραγωγής ενέργειας από τα απόβλητα με την αποτύπωση των σχετικών ισοζυγίων. Στο θεωρητικό κομμάτι της παρούσας διδακτορικής διατριβής πραγματοποιείται εκτενής βιβλιογραφική ανασκόπηση των διαφόρων θερμικών μεθόδων για την επεξεργασία στερεών αποβλήτων. Τα βασικά στάδια της μεθοδολογίας που ακολουθήθηκε για την υλοποίηση της διδακτορικής διατριβής περιελάμβαναν:•Σειρά προκαταρκτικών δοκιμών για την εξαγωγή συμπερασμάτων αναφορικά με την επίδραση ευρείας σειράς παραμέτρων στη λειτουργία της επιδεικτικής μονάδας αεριοποίησης / υαλοποίησης•Χαρακτηρισμό των αποβλήτων που χρησιμοποιήθηκαν για την τροφοδοσία της επιδεικτικής μονάδας. •Προσδιορισμό της σύστασης του παραγόμ ...

Όλα τα τεκμήρια στο ΕΑΔΔ προστατεύονται από πνευματικά δικαιώματα.

Αντικείμενο της διδακτορικής διατριβής αποτελεί η διερεύνηση της μεθόδου της αεριοποίησης / υαλοποίησης αποβλήτων με την τεχνική πλάσματος με ιδιαίτερη έμφαση στο χαρακτηρισμό των παραγόμενων προϊόντων (αερίου σύνθεσης και στερεού υαλοποιημένου υπολείμματος) και τη μελέτη της περιβαλλοντικής της απόδοσης και της δυνατότητας παραγωγής ενέργειας από τα απόβλητα με την αποτύπωση των σχετικών ισοζυγίων. Στο θεωρητικό κομμάτι της παρούσας διδακτορικής διατριβής πραγματοποιείται εκτενής βιβλιογραφική ανασκόπηση των διαφόρων θερμικών μεθόδων για την επεξεργασία στερεών αποβλήτων. Τα βασικά στάδια της μεθοδολογίας που ακολουθήθηκε για την υλοποίηση της διδακτορικής διατριβής περιελάμβαναν:•Σειρά προκαταρκτικών δοκιμών για την εξαγωγή συμπερασμάτων αναφορικά με την επίδραση ευρείας σειράς παραμέτρων στη λειτουργία της επιδεικτικής μονάδας αεριοποίησης / υαλοποίησης•Χαρακτηρισμό των αποβλήτων που χρησιμοποιήθηκαν για την τροφοδοσία της επιδεικτικής μονάδας. •Προσδιορισμό της σύστασης του παραγόμενου αερίου σύνθεσης (% σύστασης σε CO, CO2, H2 και CH4)Το βασικό συμπέρασμα που προκύπτει είναι ότι το παραγόμενο αέριο σύνθεσης χαρακτηρίζεται από υψηλό περιεχόμενο σε CO και H2 και, κατά συνέπεια, υψηλό ενεργειακό περιεχόμενο. Μελετάται επίσης η επίδραση διαφόρων παραμέτρων, όπως το περιεχόμενο των προς επεξεργασία αποβλήτων σε υγρασία και ανόργανα συστατικά, στη θερμογόνο δύναμη του παραγόμενου αερίου σύνθεσης. •Αποτύπωση των ισοζυγίων μάζας και ενέργειας και εν κατακλείδι προσδιορισμό της ενέργειας που παράγεται και μπορεί να αξιοποιηθεί είτε ως ηλεκτρική ενέργεια, είτε ως θερμότητα.Αποτελεί ένα από τα βασικότερα στοιχεία της διδακτορικής διατριβής, μιας και αποτελεί καθοριστικό παράγοντα για την αξιολόγηση της βιωσιμότητας της συγκεκριμένης τεχνολογίας, αποτυπώνοντας τη δυνατότητα μετατροπής του περιεχομένου των αποβλήτων σε ηλεκτρική ενέργεια (ένα μέρος απαραίτητο για τις λειτουργικές ανάγκες του συστήματος και το υπόλοιπο διαθέσιμο προς εκμετάλλευση) και θερμότητα. Αναπτύχθηκε επίσης επιβοηθητικό υπολογιστικό εργαλείο για τον υπολογισμό της πυκνότητας του παραγόμενου αερίου σύνθεσης και του ενεργειακού του περιεχομένου ανά μονάδα όγκου και μάζας του με βάση την % κατά όγκο σύσταση του παραγόμενου αερίου σύνθεσης σε CO, H2, CO2 & CH4, όπως αυτή προσδιορίζεται πειραματικά. •Προσδιορισμό των τελικών αέριων εκπομπών και σύγκρισή τους με τα αντίστοιχα όρια που τίθενται από την Κοινοτική και εθνική νομοθεσία Το συμπέρασμα που προκύπτει είναι ότι η περιβαλλοντική συμπεριφορά της λειτουργίας της πιλοτικής μονάδας αεριοποίησης / υαλοποίησης αναφορικά με τις αέριες εκπομπές είναι πράγματι ικανοποιητική, μιας και οι ρυπαντικοί παράμετροι των αέριων εκπομπών είναι σε πολύ κατώτερο επίπεδο σε σύγκριση με τα όρια που θέτει η Κοινοτική Οδηγία για την αποτέφρωση των αποβλήτων. Η τροποποίηση της πιλοτικής μονάδας αεριοποίησης / υαλοποίησης με την προσθήκη εναλλάκτη θερμότητας στο σημείο εξόδου των τελικών αέριων εκπομπών στην ατμόσφαιρα για την ψύξη των αέριων εκπομπών και την υγροποίηση σημαντικού μέρους των περιεχόμενων υδρατμών συνέβαλε στη μείωση των εκλυόμενων τελικών αερίων στην ατμόσφαιρα. •Χαρακτηρισμό του παραγόμενου στερεού υαλοποιημένου υπολείμματος: Μελετήθηκαν:H περιεχόμενη υγρασία στο υαλοποιημένο στερεό υπόλειμμα το ολικό ποσοστό άνθρακα που περιέχεται στο στερεό υαλοποιημένο υπόλειμματο περιεχόμενο σε μέταλλαη εκχυλισιμότητα των μετάλλων από το στερεό υπόλειμμα με τη μέθοδο TCLP η εκχυλισιμότητα των μετάλλων με μέσο εκχύλισης το Η2Ο.Η επίδραση του τρόπου ψύξης του υαλοποιημένου υπολείμματος (με χρήση αέρα ή νερού) στις εκχυλιστικές ιδιότητές τουΗ επίδραση του pH, της θερμοκρασίας, του χρόνου επαφής, της ανάδευσης και του μεγέθους κόκκων του στερεού υαλοποιημένου υπολείμματος στην εκχυλιστική συμπεριφορά διαφόρων μετάλλωνΗ δομή του στερεού υαλοποιημένου υπολείμματος χρησιμοποιώντας SEM, XRD, XRF, EDX.Σχεδόν το σύνολο του ανόργανου περιεχομένου των προς επεξεργασία αποβλήτων καταλήγει στο στερεό υαλοποιημένο υπόλειμμα, ενώ το σύνολο του περιεχόμενου C μεταπίπτει στην αέρια φάση (αέριο σύνθεσης). Βασικό συμπέρασμα που προκύπτει είναι ότι το παραγόμενο υαλοποιημένο υπόλειμμα είναι αδρανές και χαρακτηρίζεται από χαμηλή εκχυλισιμότητα των περιεχόμενων μετάλλων. Αυτό πιστοποιείται από τα αποτελέσματα και των δυο διαφορετικών καθιερωμένων δοκιμών που πραγματοποιήθηκαν για την εκτίμηση της εκχυλιστικής συμπεριφοράς του υαλοποιημένου υπολείμματος της διεργασίας της αεριοποίησης / υαλοποίησης (TCLP & Κοινοτική Απόφαση 33/2003). Σχεδιάστηκαν μακρά και λεπτομερή πειράματα προκειμένου να αναδειχθούν οι διαφοροποιήσεις στη συμπεριφορά των διαφόρων μετάλλων κάτω από διάφορες συνθήκες pH, μεγέθους σωματιδίων, θερμοκρασίας και συνθηκών ανάδευσης. Ένα βασικό συμπέρασμα είναι ότι το υδρόψυκτο στερεό υπόλοιπο εμφανίζει μάλιστα ακόμα πιο χαμηλές τιμές εκχυλισιμότητας σε σχέση με το αερόψυκτο. Γενικά, η ολοκλήρωση του εκτεταμένου πειραματικού σκέλους της διδακτορικής διατριβής οδηγεί στο συμπέρασμα ότι η χρήση της τεχνολογίας αυτής είναι αποτελεσματική και ευέλικτη. Δεν αποτελεί μόνο μια διεργασία φιλική προς το περιβάλλον αλλά και έναν τρόπο κάλυψης ενεργειακών αναγκών. Το παραγόμενο αέριο σύνθεσης δύναται να αξιοποιηθεί ενεργειακά ή για την παραγωγή χημικών προϊόντων.
περισσότερα

Περίληψη σε άλλη γλώσσα

The main objective of this PhD is the investigation of the method of plasma gasification / vitrification of waste with emphasis on the characterization of the process products (synthesis gas and solid vitrified residue) and the study of the environmental performance and the capability to produce energy from waste by determining the relevant balances. A thorough bibliographical review of the different thermal methods for the treatment of solid waste took place in the theoretical part of the PhD. The basic phases of the methodology include:•Series of preliminary tests for the extraction of conclusions on the effect of a wide range of parameters related to the operation of the demonstration gasification / vitrification unit. •Characterization of the waste that was treated in the demonstration unit.•Determination of the composition of the produced synthesis gas (% content in CO, CO2, H2 και CH4)The basic conclusion that is made is that the produced synthesis gas is characterized by high c ...
περισσότερα

Όλα τα τεκμήρια στο ΕΑΔΔ προστατεύονται από πνευματικά δικαιώματα.

DOI
10.12681/eadd/26545
Διεύθυνση Handle
http://hdl.handle.net/10442/hedi/26545
ND
26545
Εναλλακτικός τίτλος
Waste gasification - vitrification with plasma technology
Συγγραφέας
Μουστάκας, Κωνσταντίνος (Πατρώνυμο: Γεώργιος)
Ημερομηνία
2011
Ίδρυμα
Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο (ΕΜΠ). Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Χημικών Επιστημών
Εξεταστική επιτροπή
Χαραλάμπους Αικατερίνη-Ιωάννα
Λοϊζίδου Μαρία
Βλυσίδης Απόστολος
Μαρκάτος Νικόλαος
Μοροπούλου Αντωνία
Λόης Ευριπίδης
Μπεάζη Μαργαρίτα
Επιστημονικό πεδίο
Επιστήμες Μηχανικού και ΤεχνολογίαΕπιστήμη Χημικού Μηχανικού
Λέξεις-κλειδιά
Απόβλητα, Θερμική επεξεργασία; Αεριοποίηση; Υαλοποίηση; Αέριο σύνθεσης; Στέρεο υαλοποιημένο υπόλειμμα; Τεχνολογία πλάσματος; Ισοζύγια μάζας και ενέργειας; Αέριες εκπομπές
Χώρα
Ελλάδα
Γλώσσα
Ελληνικά
Άλλα στοιχεία
εικ., πιν., σχημ., ευρ.
Στατιστικά χρήσης
ΠΡΟΒΟΛΕΣ
Αφορά στις μοναδικές επισκέψεις της διδακτορικής διατριβής για την χρονική περίοδο 07/2018 - 07/2023.
Πηγή: Google Analytics.
ΞΕΦΥΛΛΙΣΜΑΤΑ
Αφορά στο άνοιγμα του online αναγνώστη για την χρονική περίοδο 07/2018 - 07/2023.
Πηγή: Google Analytics.
ΜΕΤΑΦΟΡΤΩΣΕΙΣ
Αφορά στο σύνολο των μεταφορτώσων του αρχείου της διδακτορικής διατριβής.
Πηγή: Εθνικό Αρχείο Διδακτορικών Διατριβών.
ΧΡΗΣΤΕΣ
Αφορά στους συνδεδεμένους στο σύστημα χρήστες οι οποίοι έχουν αλληλεπιδράσει με τη διδακτορική διατριβή. Ως επί το πλείστον, αφορά τις μεταφορτώσεις.
Πηγή: Εθνικό Αρχείο Διδακτορικών Διατριβών.
Σχετικές εγγραφές (με βάση τις επισκέψεις των χρηστών)